페인트, 코팅 및 잉크 제형은 모두 동일한 기본 물리학에 의존합니다. 안료 응집체는 표적 입자 크기로 분해되어 안정적인 분산액으로 유지되어야합니다. 한 제형에서 다른 제형으로 변화하는 것은 점도, 안료 로딩, 용매 시스템 및 재료가 열 또는 전단에 얼마나 민감한지입니다. 이러한 변수를 잘못 얻는 것은 생산 라인이 일관되지 않은 색상 강도, 열악한 광택 또는 불안정한 배치를 생성하는 가장 일반적인 이유입니다.
비드 밀이 안료 입자를 분해하는 방법
연삭 챔버 내부에서 고속 터빈 로터 또는 핀 로터는 세라믹 또는 지르코니아 연삭 비드를 고속으로 구동하여 연삭 매체와 슬러리 사이에 집중적 인 충격, 전단 및 소모력을 생성합니다. 이 고 에너지 분쇄 환경은 안료 응집체를 미세한 입자로 효율적으로 분해하면서 균일 한 분산을 달성합니다. 연삭 공정은 주로 다음 세 가지 메커니즘에 의해 결정됩니다.
1. 충격 구슬을 치는 안료는 정면으로 응집하여 더 큰 클러스터를 더 작은 조각으로 분해합니다.
2. 전단-구슬이 서로 미끄러 져 슬러리에 대항하여 가장 약한 지점에서 입자를 벗겨냅니다.
3. 착취-연속적인 비드-투-비드 및 비드-월 마찰은 단일 골절 사건이 아닌 점진적으로 아래로 응집됩니다.
이 세 가지 메커니즘 사이의 균형은 비드 크기, 비드 로딩 (미디어로 채워진 챔버 체적의 비율), 디스크 팁 속도 및 로터와 챔버 벽 사이의 갭에 의해 설정됩니다. 더 높은 팁 속도는 쉽게 골절되는 부서지기 쉬운 안료에 잘 작동하는 충격과 전단을 선호하며, 더 작은 구슬을 사용하는 더 긴 체류 시간은 마모에 유리하며, 이는 단단하고 미세한 안료 또는 나노 스케일 표적에 필요한 것에 더 가깝습니다.
실제로 구슬 크기 선택
구슬 직경은 고정 사양이 아닙니다. 대상 입자 크기와 접지되는 재료의 경도에 대해 선택됩니다.
1. 거친 사전 분산 (일반적으로 고속 분산기가있는 혼합 탱크 또는 분산 탱크를 사용) 은 슬러리가 밀에 도달하기 전에 안료를 적시고 가장 큰 응집체를 분해하여 분쇄 챔버의 마모를 줄입니다.
2. 중거리 연삭 (0.3-0.8mm 구슬) 은 대부분의 용매 기반 및 수성 페인트 및 코팅 제형을 처리하여 입자 크기를 표준 건축 및 산업 코팅의 전형적인 1-5 미크론 범위로 낮 춥니 다.
3. 미세 및 초미세 연삭 (0.1-0.3mm 이하) 은 나노 비드 밀 또는 초미세 비드 밀이 인수하여 입자 크기를 고광택 자동차 코팅, 안티-부식 나노 코팅, 그리고 UV 경화성 잉크.
작은 구슬은 단위 부피당 총 연삭 표면적을 증가시켜 나노 분산을 가능하게하지만 분리 시스템이 비드 크기와 일치하지 않으면 비드 이월 위험이 완제품으로 증가합니다. 선택 비드 선택에 동등한주의를 기울여야합니다.
분리 시스템: 분산 품질에서 간과 변수
분리기는 가공 된 슬러리가 빠져 나가게하면서 챔버 내부의 분쇄 매체를 유지하며 제품 품질과 가동 시간 모두에 직접적인 영향을 미칩니다.
1. 스크린 분리 비드 밀 디자인은 미세한 메쉬 또는 슬롯 스크린을 사용하고 유지하기 쉽지만 스크린은 고점도 또는 섬유질 제제로 블라인드 (막힘) 하기 쉽습니다.
2. 동적 구분 장치 비드 밀 디자인은 정적 스크린 대신 회전 갭 또는 원심 요소를 사용하여 막힘 위험을 줄이고 연속적인 고 처리량 코팅 및 잉크 라인에 더 적합합니다.
3. 원심 구슬 밀 구성은 슬러리에서 구슬을 분리하기 위해 원심력에만 의존합니다. 이는 막히는 메쉬 조리개가 없기 때문에 나노 분산에 사용되는 매우 미세한 구슬에 특히 적합합니다.
여기서 불일치 (예: 거친 스크린 분리기를 통해 미세한 0.05mm 구슬을 실행하는 것) 는 비드 손실과 작업에 적합한 연삭 챔버가있는 코팅 및 잉크 라인에서 계획되지 않은 중단 시간의 가장 일반적인 원인 중 하나입니다.
제형 유형에 맞는 밀 구성
페인트, 코팅 및 잉크 산업의 다른 부분은 밀 자체에 다른 요구를합니다:
1. 용제 기반 및 수성 페인트는 수평 챔버가 넓은 점도 범위를 처리하고 표준 생산량에 대해 안정적인 연속 순환을 지원하기 때문에 일반적으로 수평 비드 밀 또는 수평 나노 비드 밀에서 잘 작동합니다.
2. 고순도 또는 밝은 색상의 코팅은 모든 세라믹 비드 밀 또는 수직 세라믹 비드 밀의 이점을 얻습니다. 여기서 세라믹 안감 챔버와 지르코니아 비드는 색상을 흐리게하거나 화학적 안정성을 방해하는 금속 오염을 최소화합니다.
3. 고점도 산업용 코팅은 터빈 구슬 밀 구성에 잘 반응하여 과도한 열 축적없이 두꺼운 슬러리로 에너지 전달을 향상시킵니다.
4. UV 경화 및 디지털 잉크젯 잉크는 세라믹 나노 비드 밀 연삭 챔버 주변에 내장 된 UV 잉크 비드 밀 또는 나노 잉크 비드 밀이 필요합니다. 이러한 제형은 인쇄 헤드가 막히는 것을 피하기 위해 매우 미세하고 좁은 입자 크기 분포와 엄격한 온도 제어가 필요하기 때문입니다. 방앗간 내부의 조기 경화로부터 광 개시제를 보호합니다.
5. 순환 비드 밀 (Circulation Bead Mill) 또는 순환 나노 비드 밀 (Circulation Nano Bead Mill) 설정으로 인한 지속적인 대량 생산 혜택을받습니다.
원료 안료에서 완성 된 분산으로의 공정 흐름
페인트, 코팅 또는 잉크에 대한 완전한 습식 연삭 라인은 일반적으로 혼합 탱크에서의 사전 혼합 및 습윤, 응집체의 대부분을 분해하기위한 거친 순환 연삭, 전용 나노 분산 장비를 통한 미세 또는 나노 단계 연삭 4 단계를 따릅니다. 배치 전에 인라인 입자 크기 모니터링을 채우기 위해 해제합니다. 프리믹스 스테이지를 건너 뛰는 것은 밀로 들어가는 역효과를 일으키는 일반적인 지름길입니다. 젖지 않은 안료는 비드 마모를 직접적으로 증가시키고 분쇄 시간을 불균형하게 연장합니다.
실험실 시험에서 생산으로 확장
제형 변경은 생산 능력을 발휘하기 전에 소규모로 검증되어야 한다. Laboratory Bead Mill 또는 Lab Bead Mill을 통해 R & D 팀은 비드 크기, 팁 속도 및 체류 시간을 리터 스케일 배치로 테스트 할 수 있습니다. 프로세스 창이 확인되면 생산 크기의 수평 구슬 공장 또는 수직 구슬 밀로 예측 가능한 확장 결과를 통해 메인 라인에서 직접 시행 착오 비용을 피할 수 있습니다.
페인트, 코팅 및 잉크 생산에서 비드 밀 성능은 비드 크기, 분리기 유형 및 챔버 구성이 처리되는 특정 제제와 얼마나 잘 일치하는지에 달려 있습니다. 충격, 전단 및 소모가 올바르게 균형을 이루고 올바른 분리 시스템과 쌍을 이루는 것은 라인이 안정적이고 일관된 분산액을 생성하는지 또는 배치 후 입자 크기 변동 배치와 싸우는 지 여부를 결정하는 것입니다. 비드 밀 선택을 모든 크기에 맞는 결정으로 취급하기보다는 이러한 상호 작용을 이해하는 제조업체와 협력하는 것이 생산 규모에서 나노 수준의 분산을 달성 할 수있게하는 것입니다.
